科爾任斯基-湯普森法則

科爾任斯基-湯普森法則是反映開放體系中礦物相數與活動組分之間關係的法則。

科爾任斯基-湯普森法則

正文

反映開放體系中礦物相數與活動組分之間關係的法則。是吉布斯相律在開放體系中的套用。1936年由前蘇聯學者Д.С.科爾任斯基提出,1955年由美國學者J.B.Jr.湯普森證明。開放體系指某些組分與體系以外有質量上交換的體系。組分不為體系本身所限制,而取決於體系以外的外部條件。例如變質作用中H2O和 CO2的出現,混合岩化作用中鉀和鈉、鐵和鎂的帶入或帶出。
按熱力學觀點,一個變質體系的組分可分為兩種:①固定組分或不活動組分(CX),它與體系以外無質量上的交換;②活動組分(Cm),它與體系以外有質量上的交換。科爾任斯基和湯普森把吉布斯相律,套用於開放體系,做了一些修正。吉布斯相律的一般表達式為
F(自由度數)=C(獨立組分數)+2-P(相數)
在開放體系中C=Cm+ CX。將組分數Cm+CX代入吉布斯相律,得
F=Cm+ CX+2-P
如果對於外部控制的變數在某些範圍內保持平衡的話,這一體系的自由度數應等於或大於2+Cm。因此
2+Cm≤Cm+CX+2-P
即C X ≥P。即在完全活動組分的溫度、壓力和化學位的某些範圍內,能夠穩定平衡共存於一個開放體系中的礦物相數,等於或小於固定組分數。這就是科爾任斯基-湯普森法則。它意味著,如果體系中的活動組分數增加,礦物相數則相應減少。這是一個簡單的近似的結論。

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